01.程序和cpu



cpu：

cpu是电脑的核心部件，是中央处理器的英文缩写包含了四大组件分别为：

寄存器：短暂存储一些值的地方，可以认为是cpu中的内存，是cpu中唯一一个程序员可以接触到的部分

控制器：控制寄存器和内存中数据的读入和写出

运算器：里面是一个逻辑运算单元，可以协助寄存器和控制器来达到计算的效果，可以认
     
     
为是一个辅助单元

时钟：​就是时钟频率，以“若干次周期每秒”来度量，通常cpu中1Ghz相当于每一秒计算十亿次。​

程序和cpu的关系：​

代码-------->exe------------>加载------------------>cpu​​

我们写的代码经过编译器编译后
将代码翻译成机器码并生成一个可执行的exe程序（因为exe是运行在计算机上的，所以它的内部是计算机所能理解的机器码）
执行exe文件后就会将它其中的机器码加载到内存中，然后cpu就可以通过寄存器，控制器，运算器，时钟和内存之间产生交互。​

寄存器是如何工作的？​

计算机既然有内存了为什么还要寄存器呢？​

因为寄存器的运算速度是内存的几十甚至是上百倍，它是直接集成在cpu中的所以效率会比较高

累加寄存器​​：用于cpu做加法时，记录计算之后的数据

程序计数器：存储了下一条指令在计算机内存中的地址

标志寄存器​：记录cpu里面的一些状态，帮助我们进行逻辑判断，例如两个数比较后根据结果决定标志寄存器特定位是置1还是置0

基址寄存器​：存储了当前整个数据内存的开始的地址

变址寄存器：存储了基址寄存器里面地址的相对位置，基址加上变址就可以得到我们想要的内存地址

通用寄存器​：可以用于各项操作，什么地方它都可以用，平时使用最多

指令寄存器：​存储当前指令，不对外开放仅仅在cpu内部使用

栈寄存器：记录栈的起始地址​

为什么要用二进制？​

1.计算机硬件是各种集成电路，而电子元件的引脚只有通电不通电或高低电平两种状态，可以用二进制直接表示不必再转换。​

2.二进制不仅仅可以表述数值，还可以作为信息的载体，比如图片，音乐，视频，字符等​